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在生产现场，为了减小机械设备的转动惯量，加快过渡过程，经常采用两个电机同轴联接， 正常情况下，应该用两台6RA70直流调速器以主从方式进行驱动，本文使用一台6RA70直流调速器 来驱动两台电枢并联或串联联接的电机；此外，串励电机、复励电机也大量应用在现场，这 两类电机的特殊性，决定了在应用6RA70装置时的特殊性。 1 6RA70直流调速器特点 6RA70直流调速器是德国西门子公司在6RA24直流调速器基础上开发研制的系列化产品，与西 门子公司前代的直流驱动装置相比，6RA70直流调速器从机械结构到软件特点都有重大突破。6 RA70系列直流调速器为三相交流电源直接供电的全数字控制装置，其结构紧凑，用于可调速直 流电机电枢和励磁供电。6RA70电枢回路为三相桥式电路，单象限工作装置的功率部分电路 为三相全控桥，四象限工作装置的功率部分电路为两个三相全控桥，励磁回路采用单相半控 桥。额定电流在15A-850A的装置，电枢和励磁回路的功率部分为电绝缘晶闸管模块，所以， 其散热器不带电。更大电流或输入电压高的装置，电枢回路的功率部分为平板式晶闸管，这 时散热器是带电的。功率部分的所有接线端子都在前端。额定125A以下的装置为自然风冷， 额定在210A以上的装置为强迫风冷。6RA70系列直流调速器出厂时已经做了参数设定，选用自 优化过程可支持调节器的设定。 2 6RA70直流调速器用于电枢串并联电机 6RA70直流调速器用于驱动两台电枢串联的电机，由于电枢串联，两台电机电枢电流相等。 通常设计时，把两台电机的励磁绕组串联，这样两台电机具有相同的励磁（磁场相同，力矩 相同），保证两台电机能得到均匀的电压分配。在这种应用场合下，每台电机的绝缘必须是 两台电机的电压和。 6RA70直流调速器用于电枢并联电机，关键是解决好速度控制和力矩平衡控制两大问题。 由直流电机的机械特性可知，两台电机同轴联接，两台电机的机械特性相同，则负载在在两 台电机间均匀分配。但在实际中，即使是同型号的电机，由于制造的原因，往往可能出现电 枢电阻或磁通不相等的情况，导致两台电机特性不一致，此时负载在两电机间就不能平均分 配了。为解决同轴相联的两台电机转矩平衡的问题，前提是均匀的电流分配。为平衡两台电 机电流，需要在两个电机电枢回路中分别串电阻。串联电阻的选择是关键，可以使用经验公 式来选择串联电阻：即若流过电阻的电流为电机额定电流，那么电阻两端电压大约为电机额 定电枢电压的5%，例如：Udn＝400V；Idn＝100A；Rv＝400×0.05/100＝0.2Ω。如果两台电 机的励磁绕组并联，共用一个励磁电源时，要在每个励磁绕组回路中串联电阻，目的是保证 两台电机在有载时电流分配均匀。因为励磁绕组是高温敏感的，所以推荐，每个电机应有单 独的可控励磁电源，特别是当一台电机在运行中可以停掉时。励磁绕组也可以串联，这时电 机电流自动均匀分配。两台电机应有独立的过载保护，比如通过PTC热敏电阻来检测电机温 度，独立的电机电枢保险或过载继电器，或使用单独的分流器来检测每个电机的电流进行保护。 在6RA70直流调速器上对所有电机进行流调、速调、弱磁调节器优化，在运行中如果其中 有一台电机停止运行，可以自动通过切换功能数据组FCS来匹配到新的工厂设置（6RA70提供 四组FDS），要在切换参数后，再进行一次速度环的优化。 3 6RA70驱动串励电机 串励电机的特点是电枢和励磁绕组串联，所以流过电枢和励磁绕组的电流相同，意味着 磁通是负载（电枢电流）的函数。当电机不带速度编码器，以EMF闭环方式运行时，其速度 依赖于负载。电机空载时，由于电流低，电机弱磁运行，这种条件极易导致电机飞车或造成 机械损坏。为此，在电机有可能轻载或空载的应用场合，电机应采用速度编码器组成速度闭 环系统。闭环的EMF控制在阻矩与速度成正比的应用场合下可以用，例如驱动风机水泵等负 载。但使用这种控制方式不能达到期望的速度精度。因为电枢和励磁回路串联，两个绕组中 电流方向相同，不能用改变电流方向的方法来进行电机制动或反向运行。换句话说，电机只 能正向运行，反向制动。要想让电机正向制动或改变电机运行方向，电枢绕组或串励绕组的 极性必须反向，但在直流调速器内电流是不可能反向的。通过在串励绕组中使用整流桥，用四 象限运行的装置改变电机回路电流方向，来实现机械的四象限运行。由于直流调速器驱动串励 电机会产生电流谐波，导致整流换向性能下降，造成电刷火花和电刷磨损，为此应该在励磁 绕组上并联一个电阻，来抑制绕组中的交流分量，所需要的并联电阻的选择可以咨询电机制 造厂家。 3.1 优化流调 3.1.1 手动优化 P110: 设置电枢和励磁绕组的总阻抗 P111: 设置直流调速器电枢和励磁绕组的总电感 P155: 流调 P增益， 使用工厂设置 P156: 流调积分时间，使用工厂设置 如果用于低响应场合，P110和P111不需要设置。 3.1.2 自动优化 因为电枢和励磁串联，在流调优化过程中会产生全电机转矩，电机转子 必须锁死。如果做不到，可以按下面介绍的方法进行优化：①首先把电机绕组连到装置的输 出上，启动电机流调优化，记录下此时的P110和P111值；②然后把电机串励绕组连到装置的 输出上，启动电机流调优化，记录下此时的P110和P111值；③把在①和②得到的值相加，赋 给P110和P111，在②下计算得到的P155，P156在正常情况下是合适的，因为串励绕组的电感 正常情况下是电枢绕组电感的10倍以上，设P153＝2。 3.2 优化速调 在优化直流调速器之前，必须将电枢绕组和串励绕组串联。 P225: P增益， 使用工厂设置 P226: 积分时间，使用工厂设置， 如果需要，运行速调优化（在P236中设置动态响应 参数为低值或手动精调） 4 6RA70直流调速器驱动复励电机 复励电机的主要特征是电机激磁磁场由并励绕组和和串励绕组产生。并励绕组的启动磁 通是电枢电流的函数。在额定电枢电流下电机磁通可增加15%以上。因为这时串励绕组只产 生一小部分电机工作磁场，串励绕组的电感要比纯串励电机的小的多，因此，正常情况下只 做电流优化就足够了。 直流调速器四象限运行时，要注意，串励绕组会引起电流一个方向加强，一个方向减弱。因此建议 在驱动方向上用强磁，在制动方向上用弱磁。因为一般制动时只需要低转矩，当然也可以在 串励绕组中串整流电路来得到强磁，而不用顾及电流方向。如串励绕组只在升速阶段增加电 机转矩时需要而不是整个电机运行阶段，转矩增加可以通过提高直流调速器电枢电流来实现。 (责任编辑：妙工科技) |
